ЗУДТ электрического действия

Работа над электромагнитной электротермохимической защитой началась в СССР в институте гидродинамики им. Лаврентьева в послевоенный период. С 1970-х гг. исследования проводились в США в «Максвелл лабораториз» и франко-германском научно-исследовательском институте, а также в ряде других организаций. Активная деятельность в этом направлении продолжается и в наши дни.

В обычном случае электромагнитная броня имеет две расставленные на довольно большом расстоянии пластины, одна из которых соединена с конденсаторной батареей высокого напряжения, а другая заземлена. Когда при ударе кумулятивная струя пробивает пластины, она действует между ними как замыкатель и инициирует разряд электрической энергии, вызывающий большой импульс тока в ней. Это создает магнитомеханические неустойчивости в струе, что приводит к ее разрушению и резко снижает ее пробивную способность.

Электромагнитная броня предназначена для защиты от сердечников подкалиберных снарядов, а также от кумулятивных струй. Как и в случае с кумулятивной струей, прохождение через сердечники очень больших электрических токов вызывает нестабильность флуктуирования и расширения, что может привести к разрушению кинетических боеприпасов.

Сейчас существует несколько подходов к созданию электромагнитной защиты: непосредственная электризация, электромагнитный пуск метательных пластин и электротермическая защита, основанная на пиролизации в плазму рабочего материала.

Они делятся по принципу активации на самоактивирующиеся (непосредственная электризация, электротермическая защита) и несамоактивирующиеся защитные устройства, которые воздействуют на атакующий боеприпас, предварительно обнаружив его при помощи радара, матрицы или других внешних датчиков (метательные пластины, «умная броня»). Существуют способы защиты, объединяющие несколько принципов.

Непосредственная электризация

Электродинамическая защита данного типа устраняет недостатки ЗУДТ с применением ВВ и метаемых пластин, такие как падение эффективности при уменьшении угла подхода ПТС от нормали и наличие взрывчатого вещества значительной массы на поверхности объекта. Защитные устройства электродинамического действия обеспечивают в целом высокий уровень противокумулятивного действия независимо от углов подхода кумулятивной струи.

Действие данной защиты приводит к разрушению кумулятивной струи за счет большого импульса тока. Кроме того, возможны комбинированные методы воздействия, включающие метание (как воздействие импульса тока, так и метание с его помощью по направлению струи пластины, которая нейтрализует ее остатки). Подобные варианты защиты являются наиболее перспективными направлениями для оснащения ЛБМ (рис. 15) [16].

Один из вариантов конструкции защиты («устройство электродинамической защиты тандемного типа» с несколькими слоями боевых элементов), предложенный НИИ Специального Машиностроения и НИИ Стали [17], содержит импульсный источник электрической энергии, соединенный с боевым элементом (с образованием электрической цепи), размещенным перед защищаемым объектом. Причем в электрическую цепь с помощью проводников с малым сопротивлением последовательно включены один или несколько аналогичных дополнительных боевых элементов, находящихся между основным боевым элементом и защищаемым объектом. Боевые элементы выполнены в виде двух электродов, разделенных диэлектриком (рис. 15).

Электроды основного и дополнительного боевых элементов, обращенные друг к другу, могут быть попарно объединены с образованием единого боевого элемента, с размещенными в массиве диэлектрика проводящими разделителями. В массиве диэлектрика дополнительных боевых элементов могут быть образованы сквозные каналы, соединяющие электроды и имеющие на их обращенных друг к другу сторонах заостренные выступы.

Другой вариант устройства электродинамической защиты (с использованием боевого элемента и метания пластины) содержит конденсаторную батарею, соединенную с элементом электродинамической защиты. Последний выполнен в виде металлических пластин, разделенных диэлектриком, при этом между конденсаторной батареей и одной из пластин имеется плоский индуктор, установленный на основной броне. На стороне индуктора, обращенной к элементу электродинамической защиты, смонтирована дополнительная пластина, которая при включении индуктора метается навстречу поражающему элементу.

Устройство электродинамической защиты объектов работает следующим образом: проникающая через пластины и элементы электродинамической защиты кумулятивная струя замыкает цепь, и посредством разрядки конденсаторной батареи нарастающий ток «сбивает» часть кумулятивной струи.

При одновременном протекании тока в плоском индукторе возникает магнитное поле, обеспечивающее метание пластины навстречу прошедшей за элемент электродинамической защиты части кумулятивной струи. Метаемая дополнительная пластина взаимодействует с оставшейся неразрушенной частью кумулятивной струи, подобно тому, как это происходит в обычной динамической защите. Таким образом, решается проблема ликвидации оставшихся неразрушенными элементов кумулятивной струи. Использование плоского индуктора с пластиной, находящейся на его обращенной к элементу электродинамической защиты объекта стороне, приводит к дополнительному электромеханическому воздействию на кумулятивную струю, что практически предотвращает возможность пробития элементами кумулятивной струи защиты атакуемого объекта².

1 — импульсный источник электрической энергии; 2,3 — электроды; 4 — диэлектрик; 5 — защищаемый объект; 6 — проводник; 7— проводящие разделители; 8 — сквозные каналы; 9 — заостренные выступы концентраторов электрического поля.	1 — конденсаторная батарея; 2,4 — металлические пластины; 3 — диэлектрик; 5 — защищаемый объект; 6 — индуктор; 7 — дополнительная пластина.
Рис. 15. Схема электродинамической защиты (варианты исполнения).

² Для обеспечения метания пластин, эффективных против современных БОПС, должна затрачиваться энергия около 1 МДж на пластину. С учетом эффективности (КПД) в 20% пусковой системы пластин это требует конденсаторной батареи энергией 5 МДж.. При современном уровне удельной энергии импульсных источников электропитания примерно 1МДж/м³ такой конденсатор займет 5 м³, что равно одной третьей части внутреннего объема танка. Дальнейшая разработка конденсаторов, вероятно, увеличит их удельную энергию; оптимистичные экстраполяции (по  уровню, достигнутому за последние годы) говорят, что она может достичь 20 МДж/м³. Однако, даже если и будут достигнуты значительные успехи, электрическая броня будет осуществима и эффективна только как часть «полностью электрического» танка (когда это станет реальностью).